发明名称 运用反射式光纤光栅共振滤波器来稳定谐波锁模光纤雷射之方法
摘要 本发明之要点是在提出一种稳定谐波锁模光纤雷射之新方法,此种方法是利用直接耦合或侧耦合反射式光纤光栅共振滤波器来达到稳定谐波锁模雷射脉冲输出的效果。相较于其他的稳定方法,我们的方法有以下的优点:(l)全光纤式的设计。(2)可以同时达到稳定雷射、选择输出波长、及腔内色散补偿的效果,不必在共振腔中使用额外的光学元件,雷射结构较经济也较轻巧。(3)特别适合直接应用在线性雷射共振腔上作为雷射的共振腔反射器并同时达到稳定雷射、选择输出波长、及腔内色散补偿的效果,不必在共振腔中使用光学隔离器或循环器等,雷射结构较经济。(4)可以设计及制作出稳定并经济之多波长输出锁模光纤雷射。
申请公布号 TW436642 申请公布日期 2001.05.28
申请号 TW087120485 申请日期 1999.01.26
申请人 赖映杰 发明人 杜冠贤;黄承彬;李瑞光;赖映杰
分类号 G02B5/20;G02B6/34;H01S3/00 主分类号 G02B5/20
代理机构 代理人
主权项 1.一种稳定谐波锁模光纤雷射的方法(如第23页第 七图):此方法包括以下的步骤: 将两个具相同中心反射波长的光纤光栅串接成一 个直接耦合式光纤光栅共振器,光纤光栅间的距离 可视应用对脉冲重复率的要求作适当调整。两个 光纤光栅可以是等周期光纤光栅或是渐变周期光 纤光栅。 将此直接耦合式光纤光栅共振器之一端接到一个 谐波锁模光纤雷射以作为此雷射之光振腔反射器 并达到稳定雷射之效果。雷射的脉冲重复率必须 为光纤光栅共振器共振频率间距之整数分之一。2 .一种稳定谐波锁模光纤雷射的方法(如第23页第八 图):此方法包括以下的步骤: 将两个具相同中心反射波长的光纤光栅及一个光 纤耦合器串接成一个侧耦合式光纤光栅共振器,光 纤耦合器需位于两个光纤光栅之间,光纤光栅间的 距离可视应用对脉冲重复率的要求作适当调整。 两个光纤光栅可以是等周期光纤光栅或是渐变周 期光纤光栅。 将此侧耦合式光纤光栅共振器中之光纤耦合器的 一端接到一个谐波锁模光纤雷射以作为此雷射之 光振腔反射器并达到稳定雷射之效果。雷射的脉 冲重复率必须为光纤光栅共振器共振频率间距之 整数分之一。3.一种单波长输出主动谐波锁模光 纤雷射(如第23页第九图):此雷射包括: 1.一个反射式电光调变器, 2.一个波长多工光纤耦合器, 3.一段增益光纤4.一个如申请专利范围第1或2项中 所描述的反射式光纤光栅共振滤波器,以及将上述 元件连接起来之光纤。元件连接的方式如下:反射 式电光调变器及反射式光纤光栅共振滤波器分别 位在两端增益光纤及波长多工光纤耦合器位于中 间,次序并不重要。 4.一种单波长输出主动谐波锁模光纤雷射(如第24 页第十图):此雷射包括: 1.一个穿透式电光调变器, 2.一个波长多工光纤耦合器, 3.一段增益光纤, 4.一个如申请专利范围第1或2项中所描述的反射式 光纤光栅共振滤波器5.一个光学循环器,以及将上 述元件连接起来之光纤。元件间连接的方式如下: 反射式光纤光栅共振滤波器的一端接到光学循环 器的第2输出/入端,另一端为输出端。穿透式电光 调变器的一端接到光学循环器的第3输出/入端,另 一端则串接增益光纤及波长多工光纤耦合器,两者 的前后次序并不重要。增益光纤或波长多工光纤 耦合器尚未接的一端接到光学循环器的第1输出/ 入端。 5.一种双波长输出主动谐波锁模光纤雷射(如第24 页第十一图):此雷射包括: 1.一个穿透式电光调变器, 2.两个波长多工光纤耦合器, 3.两段增益光纤, 4.两个如申请专利范围第1或2项中所描述的反射式 光纤光栅共振滤波器,其光纤光栅之中心波长可为 不同,但是两个共振滤波器的共振频率间隔需相同 且雷射共振腔的基本脉冲重复率需为此共同之共 振频率间隔的整数分之一。 5.一个耦合比例为1:1之2-by-2光纤耦合器,以及将上 述元件连接起来之光纤。 元件间连接的方式如下:2-by-2光纤耦合器同侧的两 端与穿透式电光调变器串接成一环型,由电光调变 器到光纤耦合器两端的光纤长度需相同。2-by-2光 纤耦合器另一侧的两端个别都串接一段增益光纤 、一个波长多工光纤耦合器、及一个如申请专利 范围第1或2项中所描述的反射式光纤光栅共振滤 波器。光纤光栅共振滤波器需位于最外端,增益光 纤及波长多工光纤耦合器的次序则不重要。6.一 种多波长输出主动谐波锁模光纤雷射(如第24页第 十二图):此雷射包括: 1.一个反射式电光调变器。 2.一个波长多工/解多工器。 多个如申请专利范围第3项中所述之单波长输出主 动谐波锁模光纤雷射(3a,3b…,3n) 元件间连接的方式如下:反射式电光调变器接到个 波长多工/解多工器的多工输出端。各个单波长输 出主动谐波锁模光纤雷射原先接到电光调变器的 光纤改接到波长多工/解多工器的多工输入端。 此外,所有反射式光纤光栅共振滤波器的共振频率 间隔需相同且各别的雷射共振腔的基本脉冲重复 率也需为此共同之共振频率间隔的整数分之一。7 .一种多波长输出主动谐波锁模光纤雷射(如第25页 第十三图):此雷射包括: 1.一个穿透式电光调变器。 2.两个波长多工/解多工器。 3.多个光纤偶合器。 4.多个如申请专利范围第5项中所述之单波长输出 主动谐波锁模光纤雷射元件间连接的方式如下: 穿透式电光调变器的两端个别接到一个波长多工/ 解多工器的多工输出端。 各个单波长输出主动谐波锁模光纤雷射原先接到 电光调变器的光纤改接到这两个波长多工/解多工 器的多工输入端。 此外,所有反射式光纤光栅共振滤波器的共振频率 间隔需相同且各别的雷射共振腔的基本脉冲重复 率也需为此共同之共振频率间隔的整数分之一。 图式简单说明: 第一图(a)系单波长线性共振腔谐波锁模光纤雷射 架构。 第一图(b)系单波长环状共振腔谐波锁模光纤雷射 架构。 第二图系一经济型双波长线型共振腔谐波锁模光 纤雷射架构。 第三图则是另一类型之多波长谐波锁模光纤雷射 架构。 第四图中所示为用来抑制在第一图到第三图的雷 射架构中超频噪音的光纤光栅共振滤波器(FGRF)。 第五图说明了滤波作用如何能抑制谐波锁模雷射 之超模噪音。 第六图例示了直接耦合光纤光栅共振滤波器与侧 耦合光纤光栅共振滤波器的典型反射频谱。 第七图为利用反射式光纤光栅共振器来稳定光纤 雷射的架构图。 第八图为运用侧耦合光纤光栅共振器来稳定光纤 雷射的架构图。 第九图为一种单波长输出线性共振腔主动谐波锁 模光纤雷射架构图。 第十图为一种单波长输出环型共振腔主动谐波锁 模光纤雷射架构图。 第十一图为一种双波长输出主动谐波锁模光纤雷 射架构图。 第十二图为一种多波长输出主动线性谐波锁模光 纤雷射架构图。 第十三图为一种多波长输出主动环型谐波锁模光 纤雷射架构图。
地址 新竹巿交通大学光电所